Лабораторная работа № 1-4. Вычислительная техника и информационные технологии. Вариант 03. 3 курс, 6 семестр. Исследовать инвертор на биполярном транзисторе. С помощью генератора слова (Word Generator) проанализировать работу логических элементов. Исследо

Лабораторная работа №1
«Исследование логических элементов»
Цель работы: Изучить устройство основных логических элементов, их параметры, таблицы истинности.
Задание к работе.
1. Исследовать инвертор на биполярном транзисторе.
1.1. Собрать схему (рисунок 1)
1.2. Определить уровни напряжения логической единицы (U1) и нуля (U0). Уровни напряжения определяют с помощью вольтметра, подключенного к выходу схемы, подавая на вход последовательно Uвх = 0 и Uвх = 5 В. Для каждого случая определить ток, потребляемый схемой от источника питания (I0потр., I1потр.)
2. Исследовать инвертор на МДП транзисторе.
2.1. Собрать схему (рисунок 2).

2.2. Определить уровни напряжения логической единицы (U1) и нуля (U0). Уровни напряжения определяют с помощью вольтметра, подключенного к выходу схемы, подавая на вход последовательно Uвх = 0 и Uвх = 12 В. Для каждого случая определить ток, потребляемый схемой от источника питания (I0потр., I1потр.). При определении тока I1потр следует отключить вольтметр.
3. Исследовать КМДП инвертор.
3.1 Собрать схему (рисунок 3).

3.2. Определить уровни напряжения логической единицы (U1) и нуля (U0). Уровни напряжения определяют с помощью вольтметра, подключенного к выходу схемы, подавая на вход последовательно Uвх = 0 и Uвх = 5 В. Для каждого случая определить ток, потребляемый схемой от источника питания (I0потр., I1потр.). При определения тока I1потр следует отключить вольтметр. Это связано с тем, что потребляемый ток становится соизмеримым с током, протекающим через вольтметр.
4. Исследовать элемент И-НЕ диодно-транзисторной логики.
4.1. Собрать схему (рисунок 4).
4.2. Исследовать работу схемы для всех комбинаций входных сигналов. Результаты измерений занести в таблицу 1.
Таблица 1.
X1  X2  Uвх1  Uвх2  Ua  Uвых  Y
0  0         
0  1         
1  0         
1  1         

5. Исследовать элемент И-НЕ КМДП-логики.
5.1 Собрать схему (рисунок 5).
5.2. Исследовать работу схемы для всех комбинаций входных сигналов. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2
X1  X2  Uвх1  Uвх2  Uвых  Y
0  0       
0  1       
1  0       
1  1       

6. Исследовать элемент ИЛИ-НЕ КМДП - логики.
 6.1. Собрать схему (рисунок 6).


Рисунок 6.

6.2. Исследовать работу схемы для всех комбинаций входных сигналов. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3
X1  X2  Uвх1  Uвх2  Uвых  Y
0  0       
0  1       
1  0       
1  1       



Лабораторная работа №2
«Синтез логических схем»

1. С помощью генератора слова (Word Generator) проанализировать работу логических элементов.
а) «И»

б) «И – НЕ»

в) «ИЛИ»

г) «ИЛИ – НЕ»

д) исключающее «ИЛИ»

Для этого собрать схему (рисунок 1).

Рисунок 1

В первые ячейки генератора слова записать шестнадцатеричные коды 0000, 0001, 0002, 0003 (как показано на рисунке 2). Перевести генератор в пошаговый режим (Step) и включить стенд. При каждом нажатии кнопки Step на входы исследуемого элемента будут последовательно поступать соответствующие двоичные коды. На основе анализа изобразить таблицы истинности для каждого логического элемента.
2. Определить таблицу истинности схемы, изображенной на рисунке 3

Рисунок 2


Рисунок 3

3. На основе таблицы истинности записать логическое выражение, соответствующее схеме на рисунке 3 в виде СДНФ (совершенной дизъюнктивной нормальной формы).
4. Исследовать работу схемы с помощью логического преобразователя. Для этого собрать схему (рисунок 4). На логическом преобразователе нажать кнопку . При этом на экране появится таблица истинности, соответствующая схеме. Сравнить рассчитанную таблицу с таблицей, определенной в пункте 2.
Нажать кнопку . Произойдет автоматическое определение логического выражения, соответствующее исследуемой схеме. Сравнить полученное выражение с выражением пункта 3.
Рисунок 4


Лабораторная работа №3
«Исследование комбинационных схем»
Задание 1.
Исследовать принцип работы дешифратора 3 x 8.
Собрать схему, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1

В качестве дешифратора использовать элемент Generic 8 to 1 DEMUX, который находится в меню Digitel / Dec. Схема имеет 8 выходов, на одном из которых формируется низкий потенциал. Номер этого выхода соответствует двоичному числу, определяемому состоянием входов С, B, A. Например, если на входы подана комбинация 011, то на выходе 3 установится нулевой уровень, а на остальных – единичный. Вход G – вход управления, разрешающий работу дешифратора.
 Подавая все возможные комбинации уровней на входы А, В, С с помощью одноименных ключей и определяя с помощью индикаторов уровни выходных сигналов, заполните таблицу истинности дешифратора.
C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
0 0 0               
0 0 1               
0 1 0               
0 1 1               
1 0 0               
1 0 1               
1 1 0               
1 1 1               


Задание 2.
Исследовать работу шифратора 8 x 3.
Собрать схему, изображенную на рисунке 2.

Рисунок 2
В качестве шифратора использовать элемент Generic 8 to 3 ENC , который находится в меню Digitel / ENC. Схема имеет 8 входов и 3 выхода А0, А1, А2.
При моделировании необходимо обратить внимание, что все входы и выходы -инверсные. Подавая все возможные комбинации уровней на входы и определяя с помощью индикаторов уровни выходных сигналов, заполните таблицу истинности шифратора.
Вход 7 Вход 6 Вход 5 Вход 4 Вход 3 Вход 2 Вход 1 А2 А1 А0
1 1 1 1 1 1 1     
1 1 1 1 1 1 0     
1 1 1 1 1 0 1     
1 1 1 1 0 1 1     
1 1 1 0 1 1 1     
1 1 0 1 1 1 1     
1 0 1 1 1 1 1     
0 1 1 1 1 1 1     

Задание 3.
Исследовать работу мультиплексора 8 x 1.
Собрать схему, изображенную на рисунке 3.

Рисунок 3

В качестве мультиплексора использовать элемент Generic 1 of 8 MUX , который находится в меню Digitel / MUX. Выводы мультиплексора имеют следующее назначение: D0 … D7 – входы; Y, W – прямой и инверсный выходы; А, В, С – адресные входы. Поочередно устанавливая все возможные кодовые комбинации на адресных входах, определите номера коммутируемых каналов. Номер коммутируемого канала можно определить, поочередно нажимая и отпуская соответствующие переключатели (0…8). Если при нажатии кнопки загорается индикатор, подключенный к прямому выходу, значит скоммутирован канал подключенный к этой кнопке.
Результаты занесите в таблицу.
С В А Номер канала
0 0 0 
0 0 1 
0 1 0 
0 1 1 
1 0 0 
1 0 1 
1 1 0 
1 1 1 
Задание 4.
Исследовать схему полусумматора.
Собрать схему, изображенную на рисунке 4.

Рисунок 4.


Определить таблицу истинности полусумматора.

Задание 5.
Исследовать схему полного сумматора.
Собрать схему, изображенную на рисунке 5.
Составить таблицу истинности полного сумматора.
Рисунок 5.


Лабораторная работа №4
«Исследование триггеров»
Лабораторная работа №4
«Исследование триггеров»

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Вычислительная техника и информационные технологии
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: хх.12.2019
Рецензия:Уважаемый ххххх ххххх ххххх,

Борисов Александр Васильевич

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Вычислительная техника и информационные технологии
Вид работы: Лабораторная работа 2
Оценка:Зачет
Дата оценки: хх.12.2019
Рецензия:Уважаемый ххххх ххххх ххххх,

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Вычислительная техника и информационные технологии
Вид работы: Лабораторная работа 3
Оценка:Зачет
Дата оценки: хх.12.2019
Рецензия:Уважаемый хххх ххххх ххх,

Борисов Александр Васильевич

Лабораторную работу № 4 не проверял и не сдавал, т.к. не было у меня в задании.